<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-cn">
<head>
    <title>概述</title>
    <meta charset="utf-8" />
    <link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../css/note.css" />
</head>
<body>

<p>	带 * 号的为略读章节。</p>

<h3 class="nonu">术语表</h3>

<table>
	<tr>
		<th>缩写</th>
		<th>英文</th>
		<th>中文</th>
	</tr>
	<tr>
		<td></td>
		<td>internet</td>
		<td>互联网</td>
	</tr>
	<tr>
		<td></td>
		<td>Internet</td>
		<td>因特网</td>
	</tr>
	<tr>
		<td>NSF</td>
		<td>National Science Foundation</td>
		<td>美国国家科学基金会</td>
	</tr>
	<tr>
		<td>ISP</td>
		<td>Internet Service Provider</td>
		<td>因特网服务提供商</td>
	</tr>
	<tr>
		<td>IXP</td>
		<td>Internet eXchange Point</td>
		<td>因特网交换点</td>
	</tr>
	<tr>
		<td>RFC</td>
		<td>Request For Comments</td>
		<td>因特网标准文件，字面意思是“请求评论”</td>
	</tr>
</table>

<h2>计算机网络在信息时代的作用*</h2>

<p>	21 世纪的重要特征：<u>数字化、网络化、信息化</u>。21
	世纪是以<u>网络</u>为核心的信息时代。
</p>

<p> 三网：<u>电信网络、有线电视网络和计算机网络</u>。
	其中发展最快并起核心作用的是<u>计算机网络</u>。
	网络融合：计算机网络不仅能够传送数据，同时也能够向用户提供打电话、
	听音乐和观看视频节目的服务，
	而电信网络和有线电视网络也都能够连接到计算机网络上。
</p>

<ul>计算机网络向用户提供的最重要功能有：
	<li><u>连通性</u>。计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，
		好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
		用户之间的距离也似乎因此而变得更近了。
	</li>
	<li><u>资源共享</u>。包括信息共享、软件共享、硬件共享。
		例如计算机网络上有许多主机存储了大量有价值的电子文档，
		可供上网的用户自由读取或下载（无偿或有偿）。
		由于网络的存在，这些资源好像就在用户身边一样。
	</li>
</ul>

<h2>因特网概述</h2>

<p>	因特网是人类自印刷术发明以来在通信方面最大的变革。现在人们的生活、
	工作、学习和交往都已离不开因特网。
</p>

<h3>网络的网络</h3>

<p>	<b>网络</b> (network) 由若干<b>结点</b> (node) 和连接这些结点的
	<b>链路</b> (link) 组成。结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
	网络通过路由器互连起来，形成“网络的网络” (network of networks)，
	即<b>互联网</b> (互连网, internet)。<b>因特网</b> (Internet，
	首字母大写) 是世界上最大的互联网。
	连接在因特网上的计算机称为<b>主机</b> (host)。
</p>

<h3>因特网发展的三个阶段</h3>

<ul>
	<li><b>从单个网络向互联网发展</b>。
		1969 年美国国防部创建第一个分组交换网 ARPANET。
		1983 年，TCP/IP 协议成为 ARPANET 的标准协议，
		一般认为因特网诞生于 <u>1983</u> 年。
		1990 年，ARPANET 的实验任务已经完成，正式宣布关闭。
	</li>
	<li><b>建成三级结构的因特网</b>。
		1985 年起，NSF 开始围绕六个大型计算机中心建设 NSFNET。
		NSFNET 是一个三级计算机网络，分为<u>主干网、地区网、
		校园网（或企业网）</u>，覆盖了美国主要的大学和研究所。
	</li>
	<li><b>逐渐形成多层次 ISP 结构的因特网</b>。
		1991 年后，世界上许多公司纷纷接入到因特网，网络通信量急剧增大，
		美国政府决定将<b>因特网主干网</b>转交私人公司经营，
		并对接入因特网的单位收费。 由此出现了<b>因特网服务提供商</b>
		(ISP, Internet Service Provider)。中国电信、中国移动、
		中国联通就是我国知名的 ISP。
	</li>
</ul>

<p>	因特网上的主机必须有 IP 地址才能上网。
	IP 地址管理机构把一批 IP 地址有偿租赁给 ISP，用户只要向 ISP
	交纳费用，就可获取 IP 地址使用权。
	“<b>上网</b>”就是指用户通过从某个 ISP 获得的 IP 地址接入到因特网。
</p>

<ul>ISP 按其规模分为：
	<li><u>主干 ISP</u>。一般能覆盖全国范围，拥有高速主干网
		（&ge; 10 Gb/s）。
	</li>
	<li><u>地区 ISP</u>。通过一个或多个主干 ISP 连接起来。</li>
	<li><u>本地 ISP</u>。给端用户提供直接服务，可以连接到地区 ISP
		或主干 ISP。本地 ISP 可以是一个提供因特网服务的公司、
		一个拥有网络并向自己的雇员提供服务的企业，
		或一个运行自己网络的非营利机构（学校等）。
	</li>
</ul>

<p>	<b>因特网交换点</b> (IXP, Internet eXchange Point)
	允许两个网络直接相连并交换分组，如两个地区 ISP 通过一个 IXP 相连后，
	就不必通过最上层的主干 ISP 来交换分组。IXP
	带来的好处是<u>使因特网上的数据流量分布更合理，
	减少了分组转发的时延，降低了分组转发的费用</u>。
</p>

<p>	20 世纪 90 年代，由<b>欧洲原子核研究组织</b> (CERN) 开发的
	<b>万维网</b> (WWW, World, Wide Web) 被广泛应用于因特网，
	大大方便了非网络专业人员的网络的使用，使得因特网呈指数级迅猛发展。
</p>

<h3>因特网的标准化</h3>

<ul>1992 年，<b>因特网协会</b> (ISOC, Internet Society) 成立，
	旨在对因特网进行全面管理，并促进其在世界范围的发展和使用。
	ISOC 下设<b>因特网体系结构委员会</b> (IAB, Internet Architecture
	Board)，管理因特网协议的开发。IAB 下设：
	<li><b>因特网工程部</b> (IETF, Internet Engineering Task Force)。
		IETF 是由许多<b>工作组</b> (WG, Working Group) 组成的论坛，
		具体工作由<b>因特网工程指导小组</b> (IESG, Internet Engineering
		Steering Group) 管理。主要任务是协议的开发和标准化。
	</li>
	<li><b>因特网研究部</b> (IRTF, Internet Research Task Force)。
		IRTF 是由一些<b>研究组</b> (RG, Research Group) 组成的论坛，
		具体工作由<b>因特网研究指导小组</b> (IRSG, Internet Research
		Steering Group) 管理。主要任务是进行理论研究，
		探索一些需要长期考虑的问题。
	</li>
</ul>

<ul>因特网的标准都是以 <b>RFC</b> (Request For Comments, 请求评论)
	的形式在因特网上发表的，它们均可免费下载。
	制定因特网标准要经过以下阶段：
	<li><b>因特网草案</b> (Internet Draft)。
		有效期为 6 个月。
	</li>
	<li><b>建议标准 RFC</b> (Proposed Standard)。
		从这个阶段起就成为 RFC 文档。
	</li>
	<li><b>草案标准 RFC</b> (Draft Standard)。</li>
	<li><b>因特网标准 RFC</b> (Draft Standard)。</li>
	除以上三种 RFC 外，还有历史的、实验的和提供信息的三种 RFC。
</ul>

<h2>因特网的组成</h2>

<ul>从工作方式上，因特网可以分为
	<li><u>边缘部分</u>，由所有连接在因特网上的主机组成，由用户直接使用，
		进行通信和资源共享。
	</li>
	<li><u>核心部分</u>，由大量网络和连接这些网络的路由器组成，
		为边缘部分提供服务（连通性与分组交换）。
	</li>
</ul>

<h3>边缘部分</h3>

<p>	连接在因特网上的主机又称<b>端系统</b> (end system)。
	当我们说“主机 A 和主机 B 进行通信”，
	实际上是指这两台主机上的进程的通信。这又可简称为“计算机之间的通信”。
	端系统之间的通信方式可分为<u>客户－服务器方式 (C/S)</u>和<u>对等方式
	(P2P)</u>。
</p>

<h4>客户－服务器方式</h4>

<p>	<b>客户</b> (client) 和<b>服务器</b> (server)
	是通信中涉及的两个应用进程，
	也可以用来指分别运行这两个进程的主机；需要明确的场合下，
	把运行客户程序和服务器程序的主机分别称为客户端（客户机）和服务端。
</p>

<p>	客户程序是服务请求方。它在被用户调用后运行，主动向服务器发起通信。
	客户程序需要知道服务器的地址；
	客户程序不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
</p>

<p>	服务器程序是服务提供方。它在系统启动后便一直运行，被动等待并接受请求。
	服务器程序不需要知道客户的地址；
	服务器可同时处理多个客户的请求，一般需要强大的硬件和高级的操作系统。
</p>

<h4>对等连接方式</h4>

<p>	<b>对等连接</b> (P2P, peer-to-peer) 方式又称 <b>P2P 文件共享</b>。
	这种通信方式并不区分客户与服务器，主机之间通过 P2P 软件对等连接通信，
	双方都可以下载对方的共享文档。对等连接中的每个主机既是客户又是服务器。
	对等连接可支持大量（上百万个）对等用户同时工作。
</p>

<h3>核心部分</h3>

<p> 网络的核心部分的任务是<u>向边缘部分的主机提供连通性</u>和<u>分组交换</u>。</p>

<h4>电路交换 (circuit switching)</h4>

<ul>
	这是电话交换机的交换方式。
	用许多彼此连接的交换机完成全世界电信网的交换任务。
	从通信资源的分配角度看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路。
	以电路交换方式通信时，一般经过如下三步骤：
	<li><u>建立连接</u>。
		主叫端拨号建立连接，被叫用户听到振铃音并摘机后，
		从主叫端到被叫端就建立了一条连接，即一条<b>专用的物理通路</b>。
	</li>
	<li><u>通话</u>。这条连接保证双方通话时所需的通信资源，
		这些资源在双方通话时是独占的。即在通话的全部时间内，
		通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
	</li>
	<li><u>挂机</u>。交换机释放连接，把占用的通信资源归还给电信网。
	</li>
</ul>

<p> 计算机数据是突发式地出现在传输线路上的。
	因而用电路交换来传送计算机数据效率往往很低。
</p>

<h4>报文交换 (message switching)</h4>

<p> 报文交换基于<b>存储转发</b>原理。在报文交换中心，
	一份份电报被接收下来，并穿成纸带。操作员以报文为单位撕下纸带，
	根据报文的目的地，用相应的发报机转发出去。
	报文交换时延较长，从几分钟到几小时不等。
</p>

<h4>分组交换 (packet switching)</h4>

<p> 分组交换亦采用存储转发技术。沿用电报业用语，
	将要发送的整块数据称为一个<b>报文</b>
	(message)。先把较长的报文划分为小的等长的数据段，如 1024 bit。
	在每个数据段首添加必要的控制信息（源地址，目的地址等），
	称为<b>首部</b>或<b>包头</b> (header)。
	数据段加上首部后就构成一个<b>分组</b>或<b>包</b> (packet)。
	<u>分组</u>是因特网中传送数据的单元。
</p>

<p>	<b>路由器</b> (router) 是一种专用计算机（但不是主机），
	其任务是<b>分组交换</b>，即转发收到的分组。
	这是网络核心部分最重要的功能。
	因特网的核心部分由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，
	这些路由器之间一般用高速链路相连接。
	因特网的边缘部分是大量的主机，
	它们通常以相对较低速率的链路接入到核心部分。
	在讨论因特网中分组转发的过程时，往往把单个网络简化为一条链路，
	把路由器视为核心部分的结点。
</p>

<p> 路由器与主机的区别：主机是为用户进行信息处理的，
	可以和其他主机通过网络交换信息。路由器则用来转发分组，即分组交换。
</p>

<p>	路由器的工作方式：路由器收到一个分组，先暂时存储下来，检查其首部，
	查找转发表，按首部中的目的地址，从合适的接口转发出去。
	分组存储在路由器的内存中而不是磁盘中，这保证了较高的交换速率。
	路由器之间通过接力转递的方式，最终把分组交付目的主机。
	各路由器之间必须经常交换彼此掌握的信息，以便创建和维护转发表，
	在网络拓扑发生变化时，及时地更新转发表。
</p>

<p>	因特网的分组交换不必占用一条端到端的通信资源。
	分组在某一段链路上传送时，才占用该链路的通信资源。
	分组交换实质上采用了在数据通信过程中断续（或动态）分配传输带宽的策略，
	这适合于突发式的计算机数据传输，大大提高了通信线路的利用率。
</p>

<ul>
	分组交换的优点
	<li>高效。在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路逐段占用；</li>
	<li>灵活。为每一个分组独立选择转发路由；</li>
	<li>迅速。以分组为传送单位，不必建立连接就能向其他主机发送分组；</li>
	<li>可靠。由网络协议来保证可靠性；分布式的路由交换网使网络有很好的生存性。</li>
</ul>

<ul>
	分组交换的问题
	<li>时延。分组在各路由器存储转发时需要排队；</li>
	<li>无法确保通信时端到端所需的带宽；</li>
	<li>开销。各分组必须携带控制信息；整个分组交换网还需要专门机构管理。
	</li>
</ul>

<dl>
	三种交换方式的主要特点
	<dt>电路交换</dt>
	<dd>整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送；</dd>
	<dt>报文交换</dt>
	<dd>整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点；</dd>
	<dt>分组交换</dt>
	<dd>与报文交换类似，但以分组而不是整个报文为单位。</dd>
</dl>

<h2>计算机网络在我国的发展*</h2>

<h2>计算机网络的类别*</h2>

<h3>计算机网络的定义</h3>

<h3>几种不同类别的网络</h3>

<h2>计算机网络的性能</h2>

<h3>性能指标</h3>

<h3>非性能指标</h3>

<h2>计算机网络体系结构</h2>

<h3>计算机网络体系结构的形成</h3>

<h3>多层协议</h3>

<h3>五层协议的体系结构</h3>

<h3>实体、协议、服务</h3>

<h3>TCP/IP 体系结构</h3>

<script src="../../js/note.js?type=cs"></script>
</body>
</html>
